КБХА

КБХА (Конструкторское бюро химавтоматики) — российское научно-производственное предприятие, занимающееся разработкой, изготовлением и испытанием жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) для космических и боевых ракетных комплексов. Полное наименование — Акционерное общество «Конструкторское бюро химавтоматики» (АО «КБХА»). Предприятие расположено в городе Воронеже. КБХА является одним из ведущих мировых разработчиков ЖРД, в частности, двигателей на компонентах топлива «кислород — водород» и «кислород — керосин».

История

Основание и довоенный период

Предприятие ведёт свою историю от Центрального конструкторского бюро № 15 (ЦКБ-15), созданного в 1941 году в Москве для разработки авиационного вооружения. В 1946 году ЦКБ-15 было переведено в Воронеж и переориентировано на создание жидкостных ракетных двигателей. Первым главным конструктором стал А. Д. Конопатов.

Разработка двигателей для ракетных комплексов

В 1950-е — 1960-е годы КБХА (тогда — ОКБ-154) разработало двигатели для первых советских межконтинентальных баллистических ракет (МБР) Р-7, Р-9, а также для ракет-носителей «Восток», «Союз» и «Молния». В 1965 году предприятие получило название «Конструкторское бюро химавтоматики» (КБХА) в связи с расширением тематики работ, включая создание двигателей для космических аппаратов и наземных энергетических установок.

Водородные двигатели

В 1960-е — 1970-е годы КБХА стало пионером в СССР по созданию кислородно-водородных ЖРД. Под руководством главного конструктора А. Д. Конопатова, а затем В. П. Рачука, были разработаны двигатели 11Д56 и 11Д57 для разгонных блоков ракет-носителей. В 1987 году двигатель РД-0120 (11Д122) был установлен на ракету-носитель «Энергия». РД-0120 стал самым мощным кислородно-водородным двигателем в мире на момент создания.

Постсоветский период

После распада СССР КБХА сохранило свой потенциал и продолжило разработки. В 1990-е годы предприятие участвовало в конверсионных программах, создавая двигатели для газоперекачивающих агрегатов и других промышленных нужд. В 2000-е годы КБХА вошло в состав интегрированной структуры «НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). В 2015 году предприятие было акционировано.

Современность

В 2010-е — 2020-е годы КБХА ведёт разработку двигателя РД-0150 для перспективной ракеты-носителя «Союз-5» и модернизирует двигатели для «Союза-2». Предприятие также участвует в проекте создания двигателя для сверхтяжёлой ракеты «Енисей». В 2021 году КБХА завершило испытания нового кислородно-керосинового двигателя РД-0162.

Классификация и типы двигателей

КБХА разрабатывает и производит несколько основных типов жидкостных ракетных двигателей:

• Кислородно-керосиновые ЖРД — наиболее распространённый тип, используемый на ракетах-носителях «Союз-2» (двигатели РД-107А/РД-108А, РД-0110, РД-0124). Эти двигатели отличаются высокой надёжностью и многократным подтверждённым ресурсом.
• Кислородно-водородные ЖРД — высокоэффективные двигатели для разгонных блоков и верхних ступеней ракет. Основные модели: РД-0120 (для «Энергии»), РД-0146 (для разгонного блока «Бриз-М»), РД-0150 (для перспективных носителей).
• Азотнокислотные ЖРД — двигатели на компонентах топлива «азотный тетраоксид — несимметричный диметилгидразин». Использовались на разгонных блоках «Бриз-К» и «Бриз-М», а также на некоторых военных ракетах.
• Двигатели для боевых ракет — в советский период КБХА разрабатывало двигатели для МБР Р-7, Р-9, Р-16, Р-36 и других. В настоящее время работы по боевым ракетам в открытых источниках не освещаются.

Устройство и характеристики

Принцип работы

Жидкостные ракетные двигатели КБХА работают по замкнутой схеме (с дожиганием генераторного газа) или по открытой схеме (с выбросом отработанного газа). В камере сгорания топливо (горючее и окислитель) смешивается и сгорает, образуя высокотемпературные газы, которые истекают через сопло, создавая реактивную тягу. Для подачи компонентов топлива используются турбонасосные агрегаты (ТНА).

Основные параметры

• Тяга — от нескольких тонн (двигатели малой тяги) до 800 тонн (РД-0120 в вакууме).
• Удельный импульс — для кислородно-водородных двигателей достигает 455 с в вакууме, для кислородно-керосиновых — до 350 с.
• Давление в камере сгорания — до 250 атмосфер (для некоторых моделей).
• Ресурс — от нескольких десятков секунд (одноразовые двигатели) до нескольких часов (многоразовые двигатели для разгонных блоков).

Конструктивные особенности

• Использование высокопрочных жаропрочных сплавов (например, на основе никеля и кобальта).
• Применение керамических теплозащитных покрытий.
• Модульная конструкция, позволяющая заменять отдельные узлы.
• Система автоматического регулирования тяги и соотношения компонентов топлива.

Применение

Космическая техника

• Ракеты-носители — двигатели КБХА используются на всех модификациях ракет-носителей семейства «Союз» («Союз-2.1а», «Союз-2.1б», «Союз-2.1в»), а также на ракетах «Протон-М» (разгонные блоки «Бриз-М»).
• Разгонные блоки — двигатели РД-0146 и РД-0150 применяются на разгонных блоках «Бриз-М» и перспективных блоках для выведения спутников на геостационарную орбиту.
• Пилотируемая космонавтика — двигатели КБХА обеспечивали запуск всех советских и российских пилотируемых кораблей «Восток», «Восход», «Союз».

Военная техника

В советский период двигатели КБХА устанавливались на межконтинентальные баллистические ракеты наземного и шахтного базирования. В настоящее время информация о военных разработках закрыта.

Промышленность

На базе технологий КБХА созданы газоперекачивающие агрегаты для транспортировки природного газа, а также насосные станции для нефтяной и химической промышленности.

Интересные факты

• Двигатель РД-0120, разработанный КБХА, до сих пор остаётся самым мощным кислородно-водородным двигателем в мире по тяге (800 тс в вакууме).
• В 1970-е годы КБХА разработало проект ядерного ракетного двигателя (ЯРД) для космических аппаратов, но проект не был реализован.
• На предприятии создан уникальный стенд для испытаний ЖРД, позволяющий моделировать условия космического полёта (вакуум, низкие температуры).
• КБХА является одним из немногих предприятий в мире, способных производить двигатели для сверхтяжёлых ракет.

Критика и проблемы

Основные проблемы КБХА связаны с:

• Финансированием — в 1990-е — 2000-е годы предприятие испытывало хронический дефицит средств, что замедляло разработку новых двигателей.
• Кадровым дефицитом — отток молодых специалистов в более высокооплачиваемые отрасли.
• Технологическими рисками — высокая сложность и стоимость испытаний, особенно для водородных двигателей.
• Зависимостью от импорта — некоторые комплектующие (например, подшипники для ТНА) ранее закупались за рубежом, что создавало риски санкционного давления.

Тем не менее, КБХА сохраняет статус ключевого разработчика ЖРД для российской космической программы и продолжает модернизацию производственной базы.

Источники

• Официальный сайт АО «КБХА» (раздел «История», «Продукция»).
• «Ракетные двигатели КБХА» — монография под редакцией В. П. Рачука, Воронеж, 2005.
• «Энциклопедия ракетно-космической техники» — под редакцией И. А. Маринина, М., 2012.
• Материалы Госкорпорации «Роскосмос» (пресс-релизы, отчёты).
• Публикации в журнале «Ракетно-космическая техника» (№ 3, 2018; № 1, 2020).